C / C ++: чтение и запись данных меток времени в файл с поддержкой нескольких архитектур

Question

Из /usr/include/time.h:

/* Used by other time functions. */
struct tm
{
int tm_sec;. . . /* Seconds..[0-60] (1 leap second) */
int tm_min;. . . /* Minutes..[0-59] */
int tm_hour;. . . /* Hours.. [0-23] */
int tm_mday;. . . /* Day... [1-31] */
int tm_mon;. . . /* Month.. [0-11] */
int tm_year;. . . /* Year.- 1900. */
int tm_wday;. . . /* Day of week..[0-6] */
int tm_yday;. . . /* Days in year.[0-365].*/
int tm_isdst;.. . /* DST... [-1/0/1]*/

#ifdef. __USE_BSD
long int tm_gmtoff;. . /* Seconds east of UTC. */
__const char* tm_zone;. / Timezone abbreviation. */
#else
long int __tm_gmtoff;.. /* Seconds east of UTC. */
__const char* __tm_zone;. / Timezone abbreviation. */
#endif
};

Если вы хотите записать эту структуру в файл и хотите, чтобы ваша программа считывала ее обратно и имела поддержку нескольких арок (то есть, 32-битная версия записывает ее, 64-битная версия читает), вам придется сделайте несколько хаков, чтобы убедиться, что это одинаковый размер для каждой системы. Кто-нибудь знает лучший способ сохранить метки времени, которые не зависят от архитектуры? Например, я хочу иметь возможность записать некоторую структуру, например, time_t или struct tm, в файл и прочитать ее обратно для любой архитектуры. У кого-нибудь есть опыт или совет по этому поводу? Является ли struct tm лучшим способом сохранить метку времени в C / C ++? Я понимаю, что использование этой структуры требует значительных затрат.

В настоящее время я переопределил структуру следующим образом:

//Force 32 bit format and space requirements
struct tm32
{
int tm_sec;. . . /* Seconds..[0-60] (1 leap second) */
int tm_min;. . . /* Minutes..[0-59] */
int tm_hour;. . . /* Hours.. [0-23] */
int tm_mday;. . . /* Day... [1-31] */
int tm_mon;. . . /* Month.. [0-11] */
int tm_year;. . . /* Year.- 1900. */
int tm_wday;. . . /* Day of week..[0-6] */
int tm_yday;. . . /* Days in year.[0-365].*/
int tm_isdst;.. . /* DST... [-1/0/1]*/

int tm_gmtoff; // this does nothing but hold space
int tm_zone; // this does nothing but hold space
};

Поскольку функции (mktime (), time (), gmtime (), strftime ()), которые я использую для манипулирования структурой tm, похоже, даже не смотрят на последние два поля в структуре struct tm, Я просто использую целые числа в качестве заполнителей в своих позициях, чтобы размер всегда был одинаковым. Тем не менее, я все еще ищу лучшее решение для этого ...

РЕДАКТИРОВАТЬ: типы int, которые я использовал в вышеупомянутом исправлении, могли быть int32_t или любым другим выбранным типом фиксированной ширины.

Answer 1

Обеспечение того, чтобы сохраненные данные записывались таким образом, чтобы их можно было прочитать на нужных платформах, на мой взгляд, не квалифицируется как «взлом». Однако слепое сохранение (возможно, упакованной) структуры в двоичном формате и ожидание простого и удобного чтения ее обратно.

Вам необходимо обрабатывать каждое поле отдельно, так как компилятор может добавить заполнение между полями, которое появится в «двоичном дампе» struct, но это полностью зависит от компилятора и, следовательно, очень плохо для взаимодействия между платформами. .

Я бы, вероятно, выбрал разумную точность для собственных int полей структуры, скажем, 32 бита, и написал бы что-то вроде этого:

void tm_serialize(FILE *out, const struct tm *tm)
{
  int32_serialize(out, tm->tm_sec);
  int32_serialize(out, tm->tm_min);
  /* and so on */
}

struct tm tm_deserialize(FILE *in)
{
  struct tm tm;
  tm.tm_sec = int32_deserialize(in);
  tm.tm_min = int32_deserialize(in);
  /* and so on */
  return tm;
}

Где, конечно, int32_serialize() и int32_deserialize() просто пишут (и читают) двоичное представление 32-разрядного целого числа в известном (например, с прямым порядком байтов) формате, которое хорошо определено и легко читается назад на любую платформу.

ОБНОВЛЕНИЕ: Сериализация строк, конечно, может быть выполнена точно таким же образом, один популярный формат такой же, как макет C в памяти, т. Е. Массив char с нулевым символом в конце. Тогда у вас будет просто:

void string_serialize(FILE *out, const char* string);
int  string_deserialize(FILE *in, char *string, size_t max);

Здесь функция string_deserialize() должна иметь ограничение размера буфера, чтобы она ничего не переполняла, читая слишком много. Я представлял возвращаемое значение, чтобы указать успех / неудачу, поэтому вызывающий код может принять любые меры, которые он хочет.

В приведенном выше примере я не стремился к минимизации пространства, сводимой к минимуму, поскольку комментатор указал, что многие из полей, которые int во время выполнения, на самом деле не нуждаются в такой точности, поэтому они могут быть сериализовано во что-то меньшее. Если вы хотите сделать это, конечно, было бы тривиально изобрести соответствующие функции, такие как int8_serialize() и т. Д., И использовать правильную для каждого поля.

Answer 2

struct tm обычно используется с функциями времени C / POSIX. Предполагая, что вы не используете его вне диапазонов, разрешенных этими функциями, есть несколько очевидных способов:

• используйте strftime для записи, strptime для чтения. Преимущество: очень легко понять выходные данные - они записаны в обычном формате времени (например, в формате ISO)
• вызовите mktime, чтобы преобразовать его в time_t, затем запишите его как двоичный файл или ASCII. Другое направление: localtime или gmtime. Преимущество: маленький, обычно 4 или 8 байт для двоичного файла. Не намного больше для ASCII.

Answer 3

gettimeofday(2) вернет количество секунд и микросекунд с начала эпохи;поскольку время имеет тип time_t, оно может быть 32-разрядным (что ставит конец света на 2038 ) или может быть больше, поэтому было бы разумно разыграть time_tдо uint64_t.Сохраните 64-разрядное целое число в указанном порядке байтов, используя такой инструмент, как htobe64(3).

Answer 4

Надежным способом сделать файл полностью независимым от платформы является использование текстового файла.

В противном случае включите <stdint.h> и используйте такие типы, как uint32_t в преобразованной структуре.